同步卫星与地面速度比较研究论文

他们的区别主要是：地球赤道上的物体受到地球的万有引力和地面的支持力，他们的合力提供向心力，计算方法是：向心力=万有引力-支持力，此处支持力等于物体重力，近似等于万有引力，所以向心力F1很小，几乎可以忽略不计。其向心加速度a1也远小于g。 人造卫星受到的引力全部用来做向心力，所以，近地卫星的向心力F2=引力，远大于赤道上的向心力F1（这两处引力相同），根据向心力公式，可知 a2》a1，w2>w1，v2>v1,这个轨道上的卫星线速度等于第一宇宙速度。 地球同步卫星位于离地面高度大约地球半径6倍的地方，所以引力小于前两个，但全用来做向心力，其转动角速度与赤道上物体相同，由向心力公式可知其F3>F1,a3>a1,V3>V1。 至于近地卫星和同步卫星，由于他们的引力都用来做向心力，而同步卫星离地远，引力小，所以F2》F3，a2>a3，卫星离地越远，线速度和角速度越小，所以V2》V3，W2》W3。

卫星的运行速度是指卫星围绕地心运动时的空间线速度或角速度，与地球自转无关，或与地表上的物体随地球自转的速度无关。

比如，说地球的第一宇宙速度是7.9千米/秒，是卫星相对于地心的转动线速度，可以理解为地球不自转时相对于地球表面物体的速度。

卫星距离地表越近，线速度就越高；离地表越远，线速度就越低。如在距离地表400千米左右低轨道上运行的空间站的线速度在7.8千米左右，而在3.6万千米高度（地球同步轨道）上运行的地球同步卫星的线速度就只有3.1千米/秒。

对于低轨道卫星，大多是倾斜轨道，其地面上的轨迹是在地球表面一定纬度之间（看轨道的倾斜程度）的正弦曲线。由于地球自转，这些曲线中的每一条都不会重合。相对于地面上的物体，卫星总是要么向西北方向移动，要么向东南方向移动。如下图。

而对于极轨卫星，由于卫星轨道通过地球两极，而地球又在自转，所以其轨迹如同西瓜上的纵向条纹一样，在两极处汇合，在赤道处距离最大。如下图。相对于地面上的物体，卫星总是要么由南向北运动，要么由北向南运动。

地球同步卫星是一类特殊轨道的卫星，它定位在赤道上空3.6万千米的地球同步轨道上，其空间运动角速度与地球自转角速度相同（线速度不同），地球转，它也转；地球自转过多少角度，它也运动多少角度，所以从地面上看，它总是固定在赤道上空某一点。就是说，相对于地面上的物体，地球同步卫星是不动的。

错在V近不等于V地，否则我们都飞起来了。根据第一宇宙速度，飞起来的要求就是大于或等于7.9千米每秒。所以我们之所以没有飞起来，是因为随地自转的速率没有达到7.9千米每秒。所以V近不等于V地。是你把近地卫星所要求的速率跟地球自转时地表物体所具有的速率两个概念混淆了。所以，“近地卫星与同步卫星绕地球做匀速圆周运动，而同步卫星角速度等于地球自转速度，R同>R地球，所以V同>V地球。”是对的，“而近地卫星V近=V地，所以V同>V近”是错的。根据万有引力等于向心力可知，半径越大，卫星做匀速圆周运动需要的速率是越小的，即是V近>V同。

周期：近地<同步=赤道，速度：赤道<同步<近地，加速度：同步<近地=赤道。

在赤道上的物体:周期为24小时，重力加速度约为g。

近地卫星：加速度约为g。

同步卫星: 周期为24小时。

在赤道上的物体的向心加速度不等于重力加速度，应与其余二者区分。

近地卫星低于同步卫星，故而周期短于同步卫星。

同步卫星里地面远，重力加速度小于近地卫星，动能、速度低于近地卫星。

同步卫星与赤道物体角速度相等，但环绕半径大的多，所以速度大于赤道物体。

扩展资料

近地卫星：转动半径=地球半径

同步卫星:转动角速度=地球自转角速度

近地卫星是指轨道在地球表面附近的卫星，计算时轨道半径可近似取地球半径（这一点很重要）

同步卫星是指运动周期与地球自转周期相等的卫星，故称为与地球自转同步，叫同步卫星；由于周期相等的原因，卫星总在赤道上空、相对地面静止

①轨道半径r≈R（R为地球的半径）；运行速度v=√（GM）∕R=√gR=7.9km∕s，是所有卫星的最大绕行速度；

②运行的周期为T=85min，是所有卫星最小周期；

③向心加速度a=g=9.8m∕（s^2），是所有卫星的最大加速度。

参考资料来源：百度百科-同步卫星

参考资料来源：百度百科-近地卫星